thiết kế phân xưởng lên men bia với năng xuất 10 triệu lít năm theo công nghệ lên men ngắn ngày

Mục lục
Mở đầu.
Phần I. Lập luận kinh tế kỹ thuật
Phần II. Chọn và thuyết minh phân xởng lên men.
II.1.Chọn dây chuyền
1. Nguyên liệu
2. Chọn phơng pháp lên men
3. Chọn phơng thức lên men
II.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ lên men bia.
Phần III. Tính cân bằng sản phẩm.
Tính cân bằng sản phẩm cho 100 lít bia hơi.
Phần IV. Lập kế hoạch sản xuất.
Phần V. Tính thiết bị trong phân xởng lên men.
Phần VI. Tính mặt bằng xây dựng.
Kết luận.
2
3
6
6
6
10
11
13
21
26
28
34
37
Mở đầu
Bia theo định nghĩa của Việt Nam là loạI đồ uống lên men có độ cồn thấp,
đợc làm từ nguyên liệu chính từ malt đạI mạch, hoa houplon , nấm men và nớc.

Nó là loại đồ uống có ga, thơm, mát, bổ, có độ cồn thấp, nhiều bọt mịn, cố mùi vị

1
đặc trng của nguyên liệu và các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men.
CO
2
đợc bão hoà trong bia có tác dụng giảI khát tức thì. NgoàI việc cung cấp một
lợng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzym khá phong phú, đặc biệt là
nhóm enzym kích thích tiêu hoá amylaza.
Bia ra đời 500 năm trớc công nguyên ngời Sumerien và Assyrien đã sản xuất
đồ uống lên men từ ngũ cốc .
Hiện nay bia đợc sử dụng trên thế giới nh một sản phẩm không thể thiếu với
một sản lợng rất lớn. Còn ở Việt Nam mức độ tiêu thụ còn thấp tuy nhiên sản l-
ợng bia tiêu thụ ngày càng tăng do mức độ thu nhập của ngời dân ngày càng tăng,
đời sống ngày càng đợc nâng cao, cùng với sự phát triển của mạnh mẽ của các
khu công nghiệp mới. Vì vậy việc xây dựng các nhà máy bia có quy mô vừa và
giá cả phù hợp với ngời tiêu dùng là cần đợc đặt ra. Trong phần thiết kế này tôI
thiết kế nhà máy có năng suất 10 triệu lít / năm với chất lợng vừa phảI với sản
phẩm chính là bia hơi.
Phần I
Lập luận kinh tế kỹ thuật

Để thiết kế và xây dựng một xởng sản xuất bia mà chủ yếu là bia
hơi, ta cần tiến hành khảo sát các điều kiện nh : Địa điểm xây dựng,
nguồn cung cấp nguyên vật liệu, nhiên liệu, giao thông, dây chuyền
công nghệ, thiết bị, vốn đầu t và các nhà máy bia khác có trên địa bàn.
Trớc hết ta nói về tình hình sản xuất bia tạI Việt Nam và trên thế giới .
I.1 Tình hình sản xuất, tiêu thụ bia ở nớc ta và thế giới.
I1.1 Trên thế giới.
Hàng năm trên thế giới sản xuất một lợng bia tơng đối lớn tập trung vào một số

hãng bia hàng đầu thế giới (heneken, interbrew, miler.) chiếm khoảng 70% lợng
bia trên thế giới là ở những nớc phát triển ví dụ nh Đức, Đan Mạch, Pháp.
Châu á là khu vực có số dân đông nhất của thế giới, do vậy đây là một thị trờng
tiêu thụ đầy tiềm năng. Tuy nhiên do mức sống của ngời dân cha cao nên mức tiêu

2
thụ của ngời dân cha cao, ở một số nớc có nền kinh tế phát triển đời sống của ngời
dân khá hơn thì mức tiêu thụ bia cao hơn. Ví dụ :
Nhật Bản :50l/ngời/năm.
Singapo :20l/ngời/năm.
Trung Quốc :17l/ ngời/ năm.
Mặc dù vậy nhng trong những năm gân đây thì tốc độ tăng năng suất bia của
khu vực Châu á tăng nhanh hơn Châu Âu. Mức độ tăng trung bình của Châu á
tăng 7% trong khi đó ở Châu Âu lạI giảm 4%.
I.1.2 Tại Việt Nam.
Bia có mặt tạI Việt Nam vào những năm 1890 do ngời Pháp đa vào . Lúc đó
chỉ có 2 nhà máy bia nhỏ (nhà máy bia Hà Nội và nhà máy bia SàI Gòn) . Sau
khi giảI phóng miền nam thống nhất đất nớc, nớc ta đI lên chủ nghĩa xã hội các
ngành công nghiệp đợc phát triển trong đó có công nghiệp bia.
Đặc đIểm của ngành công nghiệp sản xuất bia của Viêtn Nam là cũng dựa trên
nguyên liệu chính là malt đạI mạch. Trớc đây chúng ta nhập hoàn toàn của nớc
ngoàI còn hiện nay đã có nhà máy sản xuất malt ở Tiên Sơn_ Bắc Ninh đã cung
cấp một phần nào đó nguyên liệu cho sản xuất tuy nhiên còn rất hạn chế. Mặt
khác nớc ta là nớc nông nghiệp đứng thứ 3 về xuất khẩu gạo trên thế giới vì vậy
trong sản xuất ở các nhà máy hiện nay đã sử dụng gạo là nguồn nguyên liệu thay
thế . Tỷ lệ gạo dùng làm nguyên liệu thay thế thờng khoảng 30-40%, ở một số nhà
máy thậm chí còn cao hơn. NgoàI ra các nhà máy còn sử dụng một lợng đờng
saccharoza trong quá trình nấu.
ở nớc ta hiện nay hầu hết các tỉnh đều có bia địa phơng, còn một số nhà máy
lớn tập trung ở hầu hết thành phố lớn và đợc tiêu thụ chủ yêud ở đó nh : Hà Nội,

TpHCM, Đà Nẵng. Nguyên nhân mức sống ở đó cao hơn còn ở quê thu nhập
còn thấp nên ngời ta sử dụng chủ yếu là bia địa phơng . Bia đợc sản xuất ở nớc ta
chủ yếu là bia vàng và sản phẩm đợc sản xuất dới 3 dạng : bia hơI, bia chai, bia
lon. Trong đó bia hơI đợc sử dụng rộng rãI nhất.
Trong những năm gân đây cùng với sự phát triển của các khu công nghiệp mới
các nhà máy bia mới đợc xây dựng và các nhà máy bia cũ tiếp tục mở rộng tăng
năng suất đồng thời cảI thiện chất lợng bia ngày một ngon hơn. Việc phát triển
ngành công nghiệp bia không chỉ đáp ứng đợc nhu cầu của ngời dân mà còn đem
lạI một nguồn thu nhập đáng kể cho ngân sách nhà nớc đồng thời giảI quyết đợc
công ăn việc làm cho nhiều lao động.
I.2Điều kiện xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp Lễ Môn- Thanh Hoá
I.2.1Điều kiện tự nhiên xã hội

3
Tỉnh Thanh Hoá có vị trí địa lý rất thuận lợi ,là cầu nối giao thông quan
trọng giữa miền Bắc và miền Trung . giao thông thuận tiện với quốc lộ 1A và đờng
Hồ Chí Minh nối Thanh Hoá với tất cả các tỉnh và thành phố khác trong cả nớc .
Về mặt xã hội : Thanh hoá là tỉnh đông dân thứ hai trong cả nớc (chỉ sau thành
phố Hồ Chí Minh ) với số dân khoảng 4 triệu và diện tích rộng 11168km2 là một
thị trờng rộng lớn và đầy tiềm năng có sức hấp dẫn lớn với các doanh nghiệp trong
và ngoài nớc .Với đà phát triển nh hiện nay thì không những ngời dân thành phố
mà ở nông thôn bộ mặt kinh tế cũng đang dần thay đổi ,đời sống của những ngời
lao động dần đợc cảI thiện và nâng cao . Vói một môi trờng dồi dào nguồn nhân
lực nh vậy sự ra đời của một nhà máy bia có thể giúp giải quyết công ăn việc làm
cho một số ngời lao động góp phần nâng cao chất lợng cuộc sống ngời lao động
và làm giàu cho quê hơng.
I.2.2 Địa điểm xây dựng
Khu công nghiệp Lễ Môn nằm cách thành phố Thanh Hoá 4km ,trên đờng đi
Sầm Sơn -một địa điểm du lịch nổi tiếng .Là một nơi có địa hình bằng phẳng ,giao
thông thuận tiện .

I.2.3 Về nhân lực
Thanh Hoá là một tỉnh đông dân do vậy nguồn lao động sẵn có , nhà máy đặt
tại địa phơng giảm đợc khâu chuẩn bị cơ sở hạ tầng nhà ở cho công nhân .
I.2.4Về cung cấp nguyên liệu
Malt đại mạch đợc nhập từ úc , Pháp ,hoa houblon đợc nhập từ đức .Gạo đợc
nhập từ các công ty cung ứng trong tỉnh .Sử dụng điện ,nớc thành phố .
I.2.5Tình hình sản xuất bia trong tỉnh
Nhà máy bia lớn nhất là nhà máy bia Thanh Hoá với công suất 30 triệu l
/năm(cho cả bia hơI và bia chai ) với khoảng 12triệu l bia hơi/năm.ngoài ra còn
một vài xởng bia t nhân với công suất nhỏ.nh vậy ,với lợng tiêu thụ tính theo đầu
ngời là 15l/ngời/nămvà dân số trong tỉnh lớn nh (cha kể các tỉnh lân cận) thì tình
hình sản xuất bia trong tỉnh nh hiện nay là cha đủ để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ .
Với những phân tích nh trên cho thấy rằng việc xây dựng một nhà máy bia
công suất 10 triệu l/năm ở khu công nghiệp Lễ Môn Thanh Hoá có tính khả thi và
chắc chắn sẽ đem lại hiệu quả kinh tế.
Phần II
Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ
II.1.Chọn dây chuyền
1. Nguyên liệu sản xuất bia
Nguyên liệu dùng để sản xuất bia cho nhà máy là malt đại mạch, gạo (đợc
sử dụng làm nguyên liệu thay thế nhằm giảm giá thành sản phẩm), hoa houplon,
nấm men và nớc.

4
1.1Malt đại mạch
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất bia sản lợng đại. Đại mạch
đợc trồng nhiều nhất ở các nớc Liên Xô trớc đây, Mỹ, Trung Quốc, Pháp
Trong sản xuất bia, bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị và tính chất
công nghệ hơn hẳn bia đợc sản xuất từ nguyên liệu khác.
Khi đ a vào sản xuất malt phải đạt các yêu cầu sau :

-Màu sắc : Màu vàng rơm sáng óng ánh
-Mùi vị : Đặc trng cho malt vàng là vị nhọt nhẹ hay ngọt dịu, không đợc có
mùi lạ.
-Độ sạch : Không đợc lẫn tạp chất (sạn, rác) cho phép <2%
- Trọng lợng hạt : 34-45g/1000 hạt
- Dung trọng : 530 - 560g/l
- Độ ẩm : W = 4-5%
- Độ hoà tan : 78-80% chất khô
- Thời gian đờng hoá : <15phút/70
0
C
- Đờng maltoza chiếm từ 65 - 75% tổng chất hoà tan
- Chiều dàI mầm:
2
1
ữ
4
3
chiều dàI hạt (chiếm 75%)
- Độ trắng đục : 96%
- PH :4,5-6
- Hoạt lực diastaza: >200
- Prôtêin tổng số : 9,5-10,5
- Số Hactông : 4,8-6
- Prôtêin hoà tan : 4,8-5,4
- Prôtêin focmôn : 0,18-8,22%
- Chỉ số Kolback: 36-41%
1.2 Gạo
Ngoài đại mạch, trong công nghiệp sản xuất bia, để giảm giá thành sản
phẩm ngời ta đa một số nguyên liệu khác nh gạo, ngô vào để thay thế. Trong

đIều kiện nớc ta gạo là nguồn nguyên liệu rất phổ biến vì vậy em chọn nguyên
liệu thay thế là gạo với hàm lợng là 30%. Mặt khác gạo là nguồn nguyên liệu chứa
nhiều tinh bột với độ hoà tan cao.
Yêu cầu chung về gạo
- Đồng nhất về kích thớc.

5
- Màu sắc trắng đồng nhất, không có hạt bị mốc, mối, mọt, mùi hôi.
- Không có sạn, cát (nếu có chỉ cho phép 2%).
- Độ ẩm từ 10 ữ 13%.
- Độ hoà tan 80 ữ 85%.
- Hàm lợng chất béo :0,5-0,7%
1.3 Hoa houblon
Hoa houbon đợc coi là nguyên liệu chính thứ hai không thể thiếu đợc trong
quá trình sản xuất bia. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hơng thơm rất đặc
trng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần
sinh học của sản phẩm. Do những tính năng cực kỳ đặc biệt nh vậy, cho nên nó là
loại nguyên liệu Không thể thay thế trong ngành công nghiệp này. ở Việt Nam,
hiện nay hoa houblon đợc nhập để sản xuất bia gồm các dạng: hoa cánh, hoa viên,
cao hoa.
* Yêu cầu của hoa houblon
- Màu sắc : Hoa cánh màu vàng đục, hơi xanh, không có màu
nâu hoặc xám đen.
- Tạp chất : Không chứa các tạp chất, không lẫn nhiều cuống
hoa.
- Mùi thơm đặc trng, không có mùi hắc.
- Cơ học : dùng tay nghiền hoa còn dính tay.
- Phấn hoa : bóc cánh hoa ra còn nhiều phấn màu vàng sáng.
- Chỉ sử dụng loại hoa cái cha thụ phấn.
*.Các dạng chế phẩm:

-Hoa cánh: sấy nhẹ ở

50
o
C (W<11%) và ép thành bánh.
-Hoa viên : Hoa cánh thu về đợc sấy khô, nghiền ép và đùn thành viên đ-
ợc bảo quản trong túi giấy nhôm.
-Hoa cao : Hoa đợc trích lý bằng cồn hoặc CO
2
rồi cô đặc dịch trích ly
đến cao. Cao hoa có màu vàng, đen sẫm, dẻo có thể bảo quản tốt từ 3-4
năm, thuận lợi cho quá trình chuyên chở mà vẫn đảm bảo đợc chất lợng
hoa.
*.Thành phần hoá học của hoa

6
STT Thành phần Tính theo % chất khô
1 Độ ẩm
11 ữ 13%
2 Chất đắng
15 ữ 21%
3 Polyphenol
2,5 ữ 6%
4 Tinh dầu thơm
0,3 ữ 1%
5 Protít
15 ữ 21%
6 Celluloza
12 ữ 14%
7 Chất khoáng 8%

1.4 Nớc
Trong bia thành phẩm nớc chiếm khoảng 80- 90%. Nh vậy có thể nói nớc là
một trong những nguyên liệu chính. Nớc giữ vai trò quan trọng trong việc hình
thành vị của sản phẩm cho nên nó phải đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu từ hoá học đến
sinh học.
Nớc phải đảm bảo trong suốt, không màu, không mùi, không vị, không có
tạp chất cơ học.
Thành phần hoá học của n ớc dùng để sản xuất bia nh sau :
- Độ cứng < 10
0
D (từ mềm đến trung bình).
- Hàm lợng muối cacbonat < 400mg/l.
- Hàm lợng muối sunfat 250mg/l.
- Hàm lợng Magiê: 50 mg/l.
- Hàm lợng Natri : 150 mg/l.
- Hàm lợng Kali : 10 mg/l.
- Hàm lợng Sắt : 0,2 mg/l.
- Hàm lợng Đồng : <0,05mg/l
- Hàm lợng Kẽm :<0,02mg/l.
- Hàm lợng Mn
2+
<0,05mg/l.
- Hàm lợng Pb
2+
<0,01mg/l.
- Các chất hoạt động bề mặt : 200 mg/l.

7
- pH =6,5-7.
- Hàm lợng NO

2
-
<0,1 mg/l, NO
3
-
<15mg/l
- Hàm lợng SiO
3
2-
<30mg/l
- Hàm lợng Cl
-
<200mg/l.
- Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml.
- E.Coli và các vi sinh vật độc hại 3 tế bào/1cm
3
.
.1.5 Nấm men.
Đặc điểm: Nấm men trong sản xuất bia thuộc lớp có khả năng tạo bào tử,
họ Saccharomycetae, chi Saccharomyces. Chi này đợc phân loại nhờ những tính
chất sau: Tế bào sinh sản theo phơng pháp nẩy chồi, tạo giả sợi, bào tử hình tròn
hoặc hình oval có kích thớc (4-8
à
m)x(5-10
à
m).Saccharomyces thờng lên men r-
ợu và không đồng hoá các nitrat.
Trong sản xuất bia có hai chủng nấm men dùng để nuôI cấy, chúng có
những đặc tính kỹ thuật công nghệ khác nhau do đó kéo theo hai hình thức lên
men khác nhau.

Saccharomyces cerevisiae: Nấm men nổi
Saccharomyces Carlsbergensis: Nấm men chìm
Nguồn men giống: có thể lấy men giống từ nuôi cấy nấm men từ chủng thuần
khiết hay tái sử dụng nấm men từ những lần lên men trớc(sữa men).
2. Chọn phơng pháp lên men.
Có hai phơng pháp lên men: lên men cổ điển và lên men hiện đại.
2.1 Theo thiết bị:
a.Phơng pháp lên men cổ điển.
Lên men chính và lên men phụ đợc tiến hành trong hai thiết bị khác nhau với
hai chế độ lạnh riêng.
* Ưu điểm của phơng pháp:
Thiết bị lên men đơn giản, dễ chế tạo, hơng vị bia đậm đà.
* Nhợc điểm của phơng pháp:
Do làm lạnh cả phòng nên tốn nhiều lạnh, do phải chuyển dịch từ thiết bị lên
men chính sang thiết bị kên men phụ nên dễ nhiễm và hao tổn dịch. Thời gian lên
men dài từ 3 đến 4 tuần do đó giá thành bia sẽ tăng lên.

8
b.Phơng pháp lên men hiện đại.
Lên men chính và lên men phụ trong cùng một thiết bị có các khoang lạnh
điều chỉnh nhiệt độ riêng.
* Ưu điểm của phơng pháp:
-Rút ngắn đợc chu kỳ sản xuất
-Công nghệ đơn giản dễ thực hiện
-tiêu tốn ít lao động cơ bắp
-Mặt bằng xây dựng ít (có thể đặt đợc ngoàI trời).
-An toàn vệ sinh đạt hiệu quả cao
-Dễ dàng tự động hoá
-ĐIều kiện làm việc cho công nhân tốt hơn
- Dễ thu hồi sữa men

* Nhợc điểm của phơng pháp:
Chất lợng bia có giảm so với phơng pháp lên men cổ điển. Đây là nhợc điểm
chính của phơng pháp này.
2.2 Theo chủng nấm men:
Có hai phơng pháp lên men là lên men nổi và lên men chìm:
a.Lên men chìm: chủng nấm men sử dụng là S.carlsbergennis nhiệt độ lên men
thích hợp là 6-8
o
C. Trong quá trinh lên men lơ lửng dạng huyền phù trong dịch lên
men, kết thúc lên men nấm men lắng xuống đáy thiết bị.
-Ưu đIểm :dễ tách cặn nấm men sau khi lên men chính, thời gian lên men lâu nên
chất lợng bia ổn định và ngon hơn, làm tăng hiệu suất lên men.
Nhợc đIểm : thời gian lên men dàI, chi phí cho sản xuất cao.
b. Lên men nổi: chủng nấm men S.cerevisiae nhiệt độ lên men cao hơn, khoảng
14-16
o
C. Nấm men kết thành mảng nổi lên trên bề mặt dịch đờng.
-Ưu đIểm : thời gian lên men thấp, chí phí cho sản xuất thấp
- Nhợc đIểm :khó tách căn nấm men.
3. Chọn phơng thức lên men.
3.1. Lên men liên tục:
Dịch đờng vào liên tục ở phần đầu dây chuyền lên men và bia đợc lấy ra liên
tục ở cuối dây chuyền. Thời gian dịch đờng đợc giữ trong thiết bị chính là thời
gian lên men.

* Ưu điểm:
Công nghệ khép kín, hao tổn trong qúa trình ít, sản phẩm đồng đều, công
suất sử dụng thiết bị tăng dẫn đến hạ giá thành sản phẩm.
* Nhợc điểm:

9
Thiết bị phức tạp, kỹ thuật cao, đòi hỏi phải theo dõi nghiêm ngặt quá trình
sản xuất, trờng hợp bị nhiễm tạp gây nhiễm hàng loạt rất khó xử lý.
3.2. Lên men gián đoạn:
Dịch đờng và men giống đợc đa vào thiết bị lên men theo từng mẻ và sản
phẩm đợc lấy ra theo từng mẻ.
* Ưu điểm:
Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo. Trong quá trình lên men dễ theo dõi, kiểm soát.
Nếu có sự cố bị nhiễm thì chỉ xảy ra ở một mẻ nên dễ xử lý.
* Nhợc điểm:
Hiệu suất sử dụng thiết bị thấp, tốn công lao động, thời gian lên men dài, tổn
thất trong quá trình sản xuất lớn, chất lợng bia không ổn định.
*Kết luận :Qua phân tích trên phơng pháp lên men liên tục thích hợp với sản
xuất lớn, kỹ thuật tiên tiến, hiện đại. Tuy nhiên, trong điều kiện sản xuất của nhà
máy : dân trí từng vùng nói riêng và khả năng đầu t dây chuyền công nghệ, thiết
bị cùng với chất lợng sản phẩm em chọn sản xuất theo phơng pháp lên men gián
đoạn, chủng nấm men sản xuất là nấm men lên men chìm S. carlsbergensis để
thực hiện quá trình lên men trong thiết bị hình trụ đáy côn .
II.2. Thuyết minh dây chuyến công nghệ.
Dây chuyền công nghệ lên men bia.


10
Dịch đờng sau lạnh nhanh
Lên men chính
Men giống
Nhân giống
Men sữa
Thu hồi CO
2

1. Chuẩn bị men giống.
Để quá trình lên men tốt đảm bảo chất lợng bia thành phẩm thì ngay từ ban
đầu dịch đờng phải có một lợng men cho vào với tỷ lệ thích hợp. Mật độ nấm men
ban đầu so với dịch đờng phải đạt từ 10 đến 15 triệu tế bào / ml. Lợng men này đ-
ợc sản sinh ra từ hai nguồn: nhân giống men từ ống thạch nghiêng và thu hồi men
sữa của thế hệ trớc để tái sinh.
a. Nhân giống men từ ống thạch nghiêng.
ống thạch nghiêng ống nghiệm 10 ml bình tam giác 100ml
bình 1000ml bình 10 lít thùng nhân giống cấp 1 thùng nhân giống
cấp 2.
*Đối với việc nhân giống trong phòng thí nghiệm: Nấm men đợc cấy từ
ống thạch nghiêng sang ống nghiệm 10 ml và nuôi ở điều kiện vô trùng giữ ở 27
đến 30
0
C trong 24 giờ rồi chuyển sang bình tam giác 100 ml ở 25 đến 27
0
C trong
20 giờ. Sau đó là bình tam giác 1000ml với nhiệt độ 20-25
0
C trong 18 giờ. Dịch
dùng để nuôi cấy nấm men đối với 10ml và 100ml là môi trờng dịch malt còn đối
với môi trờng từ 1lít trở nên ta dùng trực tiếp môi trờng dịch đờng của nồi đờng
hoá.
Môi trờng nhân giống phải đợc thanh trùng với áp suất 1 at trong 50 phút.

11
Lên men phụ
Lọc
Bão hoà CO
2

Chiết bock
Bia hơi
Rửa sữa men
Hoạt hoá
Rửa bock
Xử lý CO
2
Yêu cầu về chất lợng của nấm men sau mỗi lần nhân giống là: men giống to,
tròn, tỷ lệ nảy chồi lớn hơn 80%, tỷ lệ chết nhỏ hơn 5%.
Nuôi cấy ở thùng nhân giống cấp 1 và cấp 2
(Nhân giống trong sản xuất).
- Môi trờng nuôi cấy : dịch đờng đã qua nấu hoa, thanh trùng ở 100
0
C trong
20 phút.
- Nhiệt độ : 12 đến 14
0
C.
- Thời gian : 18 giờ.
- Sục khí : 2 giờ sục khí vô trùng một lần trong 30 phút.
Tiến hành : Dịch đờng sau khi đã nấu hoa, tách cặn cho vào thùng nhân
giống cấp 1, lợng dịch chiếm 70% thể tích thiết bị. Mở van hơi cho nâng dần áp
suất lên và duy trì ở áp suất 1 at trong 20 phút. Sau đó mở nớc làm nguội đến 60
đến 65
0
C và dùng nớc làm lạnh để làm lạnh dịch đến 12 14
0
C. Cho nấm men từ
bình 10 lít vào nuôi trong 18 giờ, trong quá trình nuôi cấy có sục khí. Khi qúa
trình nhân giống cấp 1 kết thúc, dùng bơm bơm men giống sang thùng nhân giống

cấp 2 và tiến hành nh ở thùng nhân giống cấp 1. Sau 18 giờ dùng bơm đẩy men
giống sang thùng lên men với tỷ lệ men và dịch lên men là 1/10.
b. Tái sử dụng men sữa.
Khi kết thúc lên men chính, nấm men sẽ lắng xuống đáy thùng lên men và
chia thành 3 lớp.
- Lớp trên cùng là lớp nấm men già và các xác tế bào nấm men.
- Lớp ở giữa màu trằng sữa
- Lớp đáy là lớp cặn thô.
Tháo bỏ lớp cuối cùng và thu lấy lớp giữa rồi đem đi rửa. Để rửa nấm men
tiến hành bơm lớp men giữa sang thùng rửa men. ở gần miệng thùng rửa men đợc
lắp một lớp lới lọc có lỗ đờng kính khoảng 0.2 tới 0.5 mm để loại bỏ các tạp chất
lớn nếu có. Sau đó dùng nớc lạnh 2 tới 4
0
C vô trùng hoà đều cặn men, khuấy nhẹ
nhiều lần cho các tế bào rời nhau, để lắng rồi gạn bỏ phần trên (chủ yếu là nấm
men đã chết). Rửa đi rửa lại nhiều lần nh vậy cho đến khi dịch men có màu trắng
sữa là đợc. Nếu men bị nhiễm phải xử lý nh sau:
-Rửa bằng dung dịch H
2
SO
4
1% với liều lợng 0,3g/l nấm men đặc, phảI theo dõi
cẩn thận sao cho PH không hạ thấp xuống dới 2.
-Sau 40 phút, sữa men axít hoá đợc trung hoà bằng dung dịch NaHCO
3
1%. Sau
10-15 phút thì sữa men trung hoà đợc rửa lạI bằng nớc vô trùng 2
o
C.
Yêu cầu về chất lợng men sữa là:

- Tỷ lệ chết : < 5%
- Tỷ lệ nhiễm tạp : < 2%

12
- Độ ẩm : 85% tới 88%
Nhiệt độ bảo quản men sữa : 2 đến 4
0
C.
c. Hoạt hoá men sữa.
Trớc khi cấy men sữa vào thùng lên men phải hoạt hoá lại nấm men để tạo
sinh khối. Đa nấm men vào thùng nhân giống cùng dịch đờng theo tỷ lệ 1 lít men
giống cho 4 lít dịch đờng. Dùng cánh khuấy trộn đều, sục không khí vô trùng vào
dịch để tạo sinh khối. Sau 16 tới 18 giờ mật độ tế bào đạt 100 triệu tế bào / 1 ml,
độ cồn đạt khoảng 0.3% thì kết thúc quá trình hoạt hoá nấm men. Tiến hành cấy
men giống vào thùng lên men theo tỷ lệ 1 lít men giống / 10 lít dịch.
Quy trình tái sử dụng men sữa thờng lặp lại 6 hay 7 lần.
2. Quá trình lên men chính.
a. Mục đích:
Quá trình lên men chính là quá trình nấm men hấp thụ và chuyển hoá các
chất có trong dịch đờng để tạo ra rợu, khí CO
2
và các sản phẩm phụ. Sản phẩm
của quá trình lên men chính là bia non. Bia non đục, hàm lợng diaxetyl cao nên
cha thích hợp để sử dụng.
b.Chế độ lên men:
- Nhiệt độ lên men : 10 tới 12
0
C
- Thời gian lên men: 6 tới 8 ngày
- áp suất : áp suất d trong các tank lên men khống chế 0,5-0,7kg/cm

2
c. Tiến hành lên men:
Dịch đờng sau khi làm lạnh nhanh và đợc cung cấp một lợng O
2
đủ để nấm
men tạo sinh khối cho quá trình lên men đợc bơm vào các tank lên men. Thể tích
của các tank lên men đủ để chứa đợc lợng dịch một ngày sản xuất.
Khi làm việc tank sau khi đã đợc vệ sinh bằng hệ thống CIP dịch đờng mẻ
đầu tiên đợc bơm vào đồng thời toàn bộ lợng men giống cho một tank lên men đ-
ợc cũng đợc nạp vào mục đích là cho nấm men thích nghi dần với dịch đờng.
Thùng lên men có bố trí 3 khoang áo lạnh và lớp bảo ôn bằng bông thuỷ tinh, tác
nhân lạnh là glycol.Khi bắt đầu lên men chính ta mở hết cỡ van lạnh khoang trên
cùng và 1/3 van lạnh khoang thứ 2 còn khoang lạnh dới cùng không mở. Thời
gian lên men chính từ 6 tới 8 ngày. Nhiệt độ thùng đợc khống chế là 10-12
0
C.
Mục đích của việc mở lạnh nh trên là để tạo sự chênh lệch nhiệt độ giữa các
khoang để nấm men đợc trộn đều tránh sự kết lắng giúp cho quá trình lên men tốt
hơn . Sau một ngày lên men CO
2
thoát ra nhiều ta mở van thu hồi CO
2
. áp suất d
trong tank lên men khống chế trong khoảng 0,5- 0,7 kg/cm
2
. Hàng ngày lấy mẫu
kiểm tra quá trình lên men. Kiểm tra các yếu tố sau :
- độ Bx
- độ chua

13
- kiểm tra tế bào nấm men
- kiểm tra số tế bào nấm men
ở giai đoạn này phải liên tục theo dõi độ đờng và độ axít của dịch để biết
quá trình lên men có bình thờng không. Nếu nồng độ dịch đờng biến đổi không
bình thờng và nồng độ axit tăng quá nhanh là dịch đã bị nhiễm hoặc nấm men đã
già, lúc này cần có biện pháp xử lý kịp thời. Khi nồng độ chất biểu kiến còn
khoảng 2,5 tới 3 Bx thì kết thúc quá trình lên men chính. Hạ nhiệt độ khối dịch
xuống đến 5
0
C cho nấm men lắng xuống đáy và tiến hành tháo cặn, thu hồi men
sữa. Sau đó hạ tiếp nhiệt độ xuống 2 đến 4
0
C. Bia non sẽ tiếp tục trải qua quá trình
lên men phụ.
3. Quá trình lên men phụ.
a. Mục đích:
Lên men một phần các chất khô còn lại trong bia non, hoàn thiện hơng vị
cho bia, giảm lợng diaxetyl, hoà tan CO
2
vào trong bia và lắng trong bia.
b. Các biến đổi trong qúa trình lên men phụ:
- Các dextrin phân tử thấp đợc lên men bởi nấm men. Tốc độ lên men trong
giai đoạn này rất chậm
- Các rợu bậc cao tham gia phản ứng tạo este với các axit hữu cơ tạo thành
các este. Sau quá trình lên men phụ hàm lợng rợu bậc cao còn khoảng 50 tới 60
mg/l.
- Diaxetyl bị khử dới tác dụng nấm men và giảm xuống dới 0,2 mg/l.
c.Chế độ lên men:
- Nhiệt độ lên men: 2 tới 4

0
C
- Thời gian lên men: 10 tới 12 ngày
- á p suất: 0,8 tới 0,9 Kg/cm
2
để giữ một lợng CO
2
nhất định dạng liên kết
trong bia.
d. Tiến hành lên men:
Kết thúc quá trình lên men chính ta mở hết các van lạnh để hạ nhiệt độ
xuống 2-4
o
C , ngừng thu hồi CO
2
, áp suất d trong quá trình lên men phụ là 0,8-0,9
kg/cm
2
. Thời gian lên men phụ là 10-12 ngày. Hàng ngày lấy mẫu để kiểm tra sự
biến đổi của nồng độ chất hoà tan và diaxetyl. Khi hàm lợng diaxetyl trong bia d-
ới 0,2 mg/l và bia có hơng vị hài hoà thì có thể kết thúc quá trình lên men phụ.
Tuy nhiên tuỳ theo mức độ tiêu thụ ta có thể kéo dàI hoặc rút ngắn thời gian lên
men phụ.
4. Lọc trong bia.
a. Mục đích:

14
Tách các loại cặn, các chất keo, vi sinh vật và nấm men để cho bia có độ
trong, sáng, tăng giá trị cảm quan đồng thời tạo cho bia tính ổn định sinh học cao.
b. Tiến hành:

Khi quá trình lên men phụ kết thúc, bia đợc bơm sang máy lọc khung bản để
lọc. Vải lọc đợc giặt sạch lắp vào máy thật khít và đều. Lọc bia còn dùng thêm
chất trợ lọc diatomit,quá trình lọc trảI qua 2 giai đoạn: -tạo bề mặt lọc
- giai đoạn lọc
*Tạo bề mặt lọc: trớc tiên trộn bột trợ lọc với nớc vô trùng theo tỷ lệ 1 Kg bột/ 8
lít nớc, sau đó dùng bơm bơm chất trợ lọc tuần hoàn qua máy lọc. Bột trợ lọc có
hai loại : loại thô và loại mịn. Khi bơm ta nhìn qua ống quan sát thấy lúc nào nớc
trong thì ngừng bơm bột trợ lọc. Lợng bột sử dụng khoảng 300g/m
2
bề mặt lọc.
*Giai đoạn lọc: kết thúc quá trình phủ bột ta tiến hành lọc,dịch trớc khi lọc đợc
làm lạnh đến nhiệt độ O
o
C, đIều chỉnh áp suất đầu vào khoảng 2-3 at và tiến hành
lọc. Khi độ dày lớp bã trên bề mặt lọc tăng, áp suất lọc tăng, bia không thoát ra đ-
ợc hoặc thoát ra nhng đục ta dùng khí nén để đẩy lớp bã ra và tiến hành phủ bột
tiếp đến khi bia ra đạt yêu cầu .
5. Bão hoà CO
2
.
a. Mục đích:
Trong quá trình lên men chính, lên men phụ, lọc bia đã làm mất đi một lợng
lớn CO
2
. Để bia thành phẩm có đủ lợng CO
2
nhằm làm tăng chất lợng cảm quan
cho bia cần nạp thêm CO
2
vào bia. Đối với bia hơi lợng CO

2
là 3,5 g CO
2
/ 1 lít
bia.
b. Tiến hành:
Bia sau khi lọc đợc đa sang thiết bị tàng trữ bia thành phẩm. Ta tiến hành bão hoà
CO
2
trong quá trình đó nghĩa là bão hoà CO
2
cho bia khi bia đI từ máy lọc tới
tank tàng trữ . Bão hoà theo phơng pháp này tạo đIều kiện tiếp xúc tốt giữa bia và
CO
2
, đồng thời tránh đợc quá trình oxy hoá sớm nhất và tránh đợc nhiễm tạp sớm
nhất. áp suất bão hoà CO
2
là 1,8-2 kg/cm
2
,bão hoà đạt 3,5g/l.
6. Hoàn thiện bia hơi.
Bia hơi là loại bia sử dụng ngay không qua thanh trùng. Bia hơi đợc chiết vào
bock đã vệ sinh sạch sẽ. Bia đợc chiết theo nguyên tắc đẳng áp. Khi chiết bia
tránh xáo trộn bia làm hao hụt CO
2
và tránh tiếp xúc với O
2
làm ảnh hởng đến
chất lợng bia.

7. Các chỉ tiêu đối với bia thành phẩm.
a. Chỉ tiêu cảm quan.
- Màu sắc: Vàng rơm, trong sáng.
- Độ trong: Bia trong, óng ánh.
- Độ bọt: Bọt trắng, mịn.

15
- Độ sánh:
- Hơng thơm: Đặc trng của bia.
- Vị: Đắng dịu.
b. Chỉ tiêu hoá lý.
- Hàm lợng cồn: 3 tới 4% thể tích.
- Hàm lợng CO
2
: 3,5 g/l
- Độ chua (tính theo số ml NaOH 1N dùng để trung hoà 100 ml bia): 1,2 tới
1,7 ml.
- Độ màu (tính theo số mol I
2
0,1N cho 100 ml bia): 0,3 tới 0,5 ml.
-Hàm lợng đờng sót: 1,8 tới 2
0
Bx.
-Hàm lợng diaxetyl < 0,1 mg/l.
-Hàm lợng andehyt < 8-10 g/l.
-Hàm lợng rợu bậc cao < 50 mg/l.
-Hàm lợng este :60-80 mg/l.
-Các hợp chất chứa lu huỳnh < 0,03-0,12 mg/l.
-Hàm lợng oxy < 0,01-0,05 mg/l.
- Kim loại nặng: không có.

c. Chỉ tiêu vi sinh:
- Vi khuẩn hiếu khí: dới 100 tế bào/ml.
- Vi khuẩn kỵ khí: không có.
- Vi sinh vật gây bệnh: không có.
- Nấm men: Không có.

16
Phần III
Tính cân bằng sản phẩm
III.1. Tính cân bằng sản phẩm cho 100 lít bia hơi.
III.1.1.Tính lợng bia và dịch đờng qua các giai đoạn.
* Tổn thất trong quá trình chiết bia là 1,5%. Vậy lợng bia đã bão hoà CO
2
là:
100 : (1- 0,015) = 101,52(lít.)
* Tổn thất trong quá trình sục CO
2
là 0,5%. Vậy lợng bia sau khi lọc là:
101,52 : (1 0,005) = 102,03(lít)
* Tổn thất trong quá trình lọc bia là 1%. Vậy lợng bia trớc khi lọc là:
102,03: (1-0,01) = 103,06( lít)
* Tổn thất trong quá trình lên men chính và lên men phụ là 4%, vậy lợng dịch
đờng đa vào lên men là:
103,06: (1 - 0,04) =107,36 (lít).
* Tổn thất quá trình lắng trong và lạnh nhanh là 3%. Vậy lợng đờng đa vào lắng
trong là :
107,36 : ( 1-0,03) = 110,68 (lít).
* Khi làm lạnh thể tích dung dịch đờng co 4%. Vậy thể tích đờng ở 100
o
C trớc

khi lắng và lạnh nhanh là:
110,68 : (1 0,04) = 115,29 (lít)
* Dịch đờng 10% ở 20
0
C có d = 1,039 Kg/lít. Vậy khối lợng dịch đờng sau đun
hoa là:
110,68 x 1,039 = 115(Kg).
* Lợng chất chiết có trong dịch đờng 10% là:
115 x 0,1 = 11,5(Kg).
* Tổn thất trong quá trình lọc là 1,5%. Vậy lợng chất chiết có là:
11,5 : (1 0,015) = 11,675(Kg).
III.1.2. Tính nguyên liệu.
*Tính lợng malt và gạo.
Gọi khối lợng malt là M
Khối lợng gaọ là Mx0,3/0,7
Lợng chất chiết thu đợc từ gạo là
M x
7,0
3,0
x 0,995 x 0,85 x 0,85 = 0,308M
Lợng chất chiết từ malt là
M x 0,995 x 0,93 x 0,76 = 0,703M
Vậy tổng lợng chất chiết là

17
Mx0,703 + 0,308xM = 11,675
Vậy lợng malt là : M=11,35 (kg)
Lợng gaọ là : m =4,95 (kg)
*Tính lợng hoa houplon.
Lợng hoa houplon cần dùng khi sử dụng hoa cánh là 2g/l vậy lơng hoa dùng cho

100l là:
100 x 2 =200 g=0,2 kg
ta có 1 kg cao hoa bằng 5 kg hoa cánh, 1kg hoa viên băng 1,3 kg hoa cánh.ở đây
ta sử dụng 25% cao hoa và 75% hoa viên.
vậy lợng hoa viên là : 0,75 x 0,2/1,3 = 0,115 kg.
Lợng cao hoa là: 0,25 x0,2 /5 =0,01 kg.
III.1.3. Tính lợng men giống cho vào 100 lít bia.
* Lợng men giống cho vào chiếm 10% thể tích dịch đờng. Vậy lợng men giống
cần dùng là:
107,36 x 10% = 10,74 lít
* Lợng sữa men cho vào chiếm 1% thể tích dịch đờng Vậy lợng sữa men cần
dùng là:
107,36 x 1% = 1,074 lít.
III.1.4. Tính lợng CO
2
nạp vào bia.
* Bia thành phẩm có hàm lợng CO
2
là 3,5 g/l.
* Bia sau khi lọc có hàm lợng CO
2
là 2 g/l.
* Vậy lợng CO
2
cần nạp là:
( 3,5 2) x 102,03 =153,05 g=0,153 kg.
Hay có thể tích là:
=
832,1
153,0

0,84 (m
3
)
III.2. Tính các sản phẩm phụ
III.2.1. Cặn lắng.
Lợng cặn lắng có độ ẩm 85% thờng chiếm 1,75% so với tổng lợng nguyên
liệu. Vậy lợng cặn lắng là:
(11,35+4,95) x 1,75% = 0,29(Kg).
III.2.2. Lợng men sữa thu hồi
Trong thực tế cứ 100 lít dịch đờng đa vào lên men thu đợc 1,53l lít sữa men
có độ ẩm 85%
III.2.3. Lợng CO
2
tạo ra trong quá trình lên men.
- Từ phơng trình:
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O = 4C
2
H
5
OH + 4CO
2
342 Kg 176 Kg

Lợng dịch trớc khi lên men

18
107,36 x 1,039= 111,559kg)
Lợng chất chiết trong dịch lên men
111,55 x 0,1 =11,155 (kg)
Coi toàn bộ đờng lên men là maltoza , hiệu suất lên men là 55%, lợng CO
2
thu dợc là:
11,155 x 0,55 x
342
176
=3,16 (kg)
- Bia trớc khi lọc có hàm lợng CO
2
là 2 g/l. Vậy lợng CO
2
có trong 102,03 lít
bia trớc khi lọc là:
102,03x 2 = 204,06g = 0,204 Kg
- Lợng CO
2
thu hồi là:
3,16-0,204=2,96 (kg)
- ở nhiệt độ 20
0
C, 1 atm cứ 1 m
3
CO
2

nặng 1,832 Kg. Vậy thể tích CO
2
bay
ra là: 2,96 :1,832=1,61 (m
3
)
III.2.4 Tính lợng bã malt và gạo
Tính lợng bã khô:
Tổng lợng chất khô của malt và gạo
11,35 x 0,995 x 0,93 + 4,95 x 0,995 x 0,85=14,69 (kg)
Vậy lợng bã khô của nguyên liệu là
14,69-11,675= 3,015 (kg)
Lợng bã ẩm (độ ẩm bã 80%)
3,015 : 0,2=15,075 (kg)
Lợng nớc trong bã
3,015 : 0,8=3,769 (kg)
III.3 Tính lợng nớc rửa bã và dùng cho quá trình nấu
Quá trình hồ hoá tỷ lệ nớc gạo là 5:1
Lợng nớc cho vào nồi hồ hoá là:
(4,95 +4,95 x 0,1) x 0,995 x 5 = 27,09 (l)
Quá trình đờng hoá tỷ lệ malt : nớc là 1:5
Lợng nớc cho vào nồi đờng hoá là
( 11,35 4,95 x 0,1 ) x 0,995 x 5 = 54 (l)
Lợng nớc có sẵn trong nguyên liệu trong nguyên liệu ở nồi hồ hoá là
(4,95 x 0,15 +4,94 x 0,1 x 0,07) x0,995 = 0,77 (l)
Lợng nớc có sẵn trong nguyên liệu ở nồi đờng hoá là
(11,35 4,95 x 0,1 ) x0,07 x0,995 = 0,76 (l)
tổng lợng bột nớc cho vào trong nồi hồ hoá la

19

(4,95 +4,95 x0,1) x0,995 x6 =32,51 (l)
Lợng dịch cháo sau khi đun bay hơI 5%
32,51 x 0,95 =30,88 (l)
tổng lợng dịch trong nồi đờng hoá là
30,88 +(11,35 4,95 x 0,1) x0,995 x6 =95,68 (l)
Lợng dịch sau khi đun tổn hao 4%
Vậy lợng dịch còn lạI là: 95,68 x 0,96 = 91,86 (l)
Lợng nớc trong dịch trớc khi lọc là
91,86 14,69 =77,17 (kg)
Lợng nớc trong dịch Ssau khi đun hoa (nồng đọ dịch đờng 10
0
S) là
115 x 0,9 = 103,5(kg)
Lợng nớc trong dịch trớc khi đun hoa (nớc bay hơI 10% so với tổng lợng dịch trớc
khi đun hoa) là
103,5 +110,68 x 0,1 =114,57 (l) = 114,57(kg)
Lợng nớc rửa bã đựoc tính theo công thức sau
V
nớc trớc lọc
+V
nớc rửa bã
= V
nớc trong bã
+V
nớc trong dịch đun hoa
Vậy lợng nớc rửa bã là: 3,769 +114,57 77,17 =40,08 (l)
Tổng lợng nớc cho vào 2 nồi nấu và đờng hoá là
54 + 27,09 =81,09(l)

20

Phần IV
Lập kế hoạch sản xuất
- Năng suất nhà máy là 10 triệu lít / năm.
- Sản phẩm 100% là bia hơi.
- Một năm nhà máy sản xuất 4 quý, mỗi quý 3 tháng, mỗi tháng sản xuất 25
ngày.
Bảng kế hoạch sản xuất
Quý I II III IV
Tỷ lệ 20% 30% 30% 20%
Tính toán cho thiết bị có năng suất lớn nhất (mùa hè).
Mỗi tháng sản xuất là : 10.000.000 x 0,3:3 =1.000.000(l)
Mỗi ngày sản xuất là : 1.000.000 : 25=40.000(l)
Mỗi ngày ản xuất 4 ca vậy mỗi ca sản xuất là :40.000: 4= 10.000(l)
Bảng cân bằng sản phẩm cho bia hơi.
Stt Nguyên liệu đơn vị Cho 100l
bia
Cho một mẻ
nấu
Cho một
ngày
1 Malt kg 11,35 1135 4540
2 Gạo kg 4,95 495 1980
3 Nớc cho vào nồi hồ hoá l 27,09 2709 10836
4 Nớc da vào nồi đờng hoá l 54 5400 21600
5 Hoa cao kg 0,01 1 4

21
6 Hoa viên kg 0,115 11,5 46
7 Nớc rửa bã l 40,08 4008 16032
9 Sữa men l 2 200 800

10 CO
2
thoát ra m
3
1,61 161 644
11 CO
2
cân bổ xung m
3
0,84 84 336
12 Men giống l 10,74 1974 4296
13 Men sữa l 1,074 107,4 429,6
14 Dịcg đờng đa vào lắng
trong
l 110,68 11068 44272
15 Dịch trớc lên men bia tr-
ớc khi lọc
l 107,36 10736 42944
16 Bia trớc khi lọc l 103,06 10306 41224
17 Bia sau khi lọc l 102,03 10203 40812
18 Bia dã bão hoà CO
2
l 101,52 10152 40608
Phần V
Tính thiết bị
trong phân xởng lên men
V.1. Chọn thiết bị lên men chính.
Chọn thùng lên men hình trụ, đáy côn, bên ngoài có khoang lạnh để điều
chỉnh nhiệt độ. Thiết bị làm bằng thép không rỉ, có trang bị hệ thống sục khí, van,
nhiệt kế, kính quan sát.Và ta tính thiết bị lên men cho 4 mẻ nấu hay một ngày sản

xuất.
Gọi V
d
là thể tích dịch lên men (m
3
).
D là đờng kính trong của thùng (m).
h
1
là chiều cao phần côn (m).
h
2
là chiều cao phần trụ chứa dịch (m).
h
3
là chiều cao phần trụ không chứa dịch (m).
h
4
là chiều cao phần nắp (m).
là góc đáy côn, thờng chọn = 60
0
.
Ta có thể tích dịch lên men là V
dịch
= V
dịch lên men
+ V
men giống

= 42944 +4296 =47240(l)

47 (m
3
)
Vậy V
dịch
<50 m
3
nên ta chọn h
2
= 1,5 D. ta có
Chọn V
trống
= 25% V
d
, h
4
= 0,1 D, h
1
=D x
2
3
=0,866D

22
Vậy V
d
= 3,14 D
2

x h
2
/4 + 3,14 D
2
x h
1
/12
= 3,14 D
3
x 1,5/4 + 3,14 D
3
x 1,73/24
= 1,4758 D
3
= 47. Hay D=3,17 m.
Từ đó ta có các kết quả sau:
D = 3,17 m
h
2
= 1,5D = 4,755 m
h
1
= 0,866 D = 2,75 m
h
4
=0,317 m
Ngoài ra phần thể tích hinh trụ không chứa dịch có V= 0,25V
dịch
Vậy V = 0,25 V
d

= 0,25 x 47= 11,75m
3
Thể tích thực của thùng lên men là:
V = V
trống
+ V
d
= 47+ 11,75=58,75 m
3
Chiều cao phần trụ trống:
h
3
= 4 V
trống
/

D
2
= 4 x 11,75/3,17
2
= 1,59m
Quy chuẩn các kích thớc:
D = 3200 mm
h
1
= 2800 mm
h
2
= 4800 mm
h

3
= 1600 mm
h
4
= 320 mm
Chiều cao thùng lên men:
H
t
= h
1
+ h
2
+ h
3
+ h
4
= 2800+4800+1600+320=9520mm

=9,52m
Chọn chiều dày thùng là 10 mm.
Chọn lớp bảo ôn dày 100 mm.
Khoảng cách từ đáy thiết bị đến mặt sàn nhà chọn bằng 800 mm.
Suy ra chiều cao toàn bộ hệ thống là:
H = H
t
+ 800 = 9520+ 800 = 10320mm=10,32m.
* Tính số thùng lên men:
Chọn số ngày lên men chính là : 6-8 ngày.
Chọn số ngày lên men phụ là : 10-12 ngày
Một ngày nghỉ để bảo dỡng và vệ sinh thiết bị.

Vậy tổng thời gian lên men và vệ sinh thùng là :
T = T
C
+ T
P
+ 1 = 21(ngày)
Chọn một tăng để dự trữ ta có số tăng lên men là : 21+1=22 tank
V.2. Chọn thiết bị nhân men giống.

23
Cấu tạo của các thùng nhân giống tơng tự nh thùng lên men chính. Việc tính
toán cho thiết bị nhân giống cấp 1 và cấp 2 dựa trên nguyên tắc tính cho thiết bị
lên men chính đã tính ở trên.
a. Nguyên tắc chọn:
Thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 2 bằng 1/10 thể tích dịch lên men
trong 1 thùng lên men chính. Thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 1 bằng
1/3 thể tích hữu ích của thùng nhân giống cấp 2. Chọn thùng hình trụ, đáy thép
không rỉ, có trang bị hệ thống sục khí, van nhiệt kế, cửa kính quan sát.
b. Tính thùng nhân giống cấp 2.
Gọi V
2
là thể tích hữu ích của thùng lên men cấp hai (m
3
).
V
2
=43: 10 = 4,3m
3
D là đờng kính trong của thiết bị (m).
h

1
là chiều cao phần nón (m).
h
2
là chiều cao phần trụ chứa dịch (m).
h
3
là chiều cao phần trụ không chứa dịch (m).
h
4
là chiều cao phần nắp (m).
là góc đáy côn, thờng chọn = 60
0
.
V
d
= 3,14 D
2
x h
2
/4 + 3,14 D
2
x h
1
/12
Chọn h
2
= D, h
1
= 0,866D

Hay: 3,14xD
3
/4+3,14xD
3
x0,866/12=1,012D
3
=4,3
Vậy D = 1,6 m = h
2
, h
1
= 1,4m.
Chọn V
Trống
= 0,25 V
2
= 0,25 x 4,3=1,075 m
3
Tính toán ta sẽ thu đợc kết quả nh sau:
h
3
= 0,53m , h
4
= 0,16 m
Khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà chọn bằng 800 mm.
Quy chuẩn các kích thớc:
D = 1600 mm
h
1
= 1400 mm

h
2
= 1600 mm
h
3
= 550 mm
h
4
= 160 mm
Chiều cao thùng nhân giống cấp 2 là:
H

= h
1
+ h
2
+ h
3
+ h
4
+ 800 = 1400+1600+550+160+800
= 4510 mm

4,5m
c. Thùng nhân giống cấp 1.
Chọn V
1
= V
2
: 3

= 1,43m
3
Tơng tự nh ở trên đã tính toán ta có thể tính đợc các giá trị phải tính:
Chọn h
2
= D, h
1
= 0,866 D

24
Ta tính đợc:
D = 1,12m = h
2
, h
1
= 0,97m
V
Trống
= 0,25 x 1,43= 0,36m
3
h
3
= 0,36m, h
4
= 0,112m.
Quy chuẩn các kích thớc:
D = 1,2 m
h
1

= 1.0 m
h
2
= 1,2 m
h
3
= 0,36 m
h
4
= 0,12 m
Khoảng cách từ đáy thiết bị đến sàn nhà chọn bằng 800 mm. Chiều cao
thùng nhân giống cấp 1 là:
H = 1,0+1,2+0,36+0,12+ 0,8 = 3,48m

3,5m
V.3. Thiết bị rửa men sữa.
Thùng rửa men sữa hình trụ đáy côn, đợc chế tạo bằng thép không rỉ. Góc
côn bằng 60
0
.Tính toán thiét bị cũng tơng tự nh các thiết bi trên.
Theo thực tế cứ 1000 lít dịch đờng thu đợc 20lít men sữa có độ ẩm 80%.
Vậy tổng lợng men sữa thu hồi trong một ngày là:
40.000x20: 1000 = 800(lít)
Lợng nớc rửa men sữa gấp 2 lần lợng men. Vậy lợng nớc rửa men là:
800x 2 = 1600 lít
Thể tích hữu ích của thùng rửa men là:1600+800=2400=2,4m
3
(l)
Chọn: D là đờng kính trong của thiết bị (m).
h

1
là chiều cao phần nón (m).
h
2
là chiều cao phần trụ chứa dịch (m).
h
3
là chiều cao phần trụ không chứa dịch (m).
h
4
là chiều cao phần nắp (m).
là góc đáy côn, thờng chọn = 60
0
.
Chọn h
2
=1,2D, h
1
=0,866D, h
4
=0,1D. Tơng tự ta cũng có kết quả sau:
3,14xD
2
xh
2
/4+ 3,14 xD
2
xh
1
/12=1,17D

3
=2,4
Hay :D=1,27m
h
2
=1,53m
h
4
=0,13m
h
3
=0,47m
h
1
=1,1m
Quy chuẩn: D=1,3m
h
1
=1,1m
h
2
=1,55m

25